12. MENGIDENTIFIKASI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI***kimiatomesemka***

12.  Mengidentifikasi Faktor-faktor yang Mempengaruhi laju Reaksi
12.1Menentukan laju reaksi dan orde reaksi 
 Indikator :

• Laju reaksi ditentukan berdarsarkan data percobaan   sebagai berkurangnya konsentrasi (M) pereaksi dan bertambahnya konsentrasi (M) hasil reaksi setiap satu satuan waktu (detik)  
• Orde reaksi atau bilangan pangkat ditentukan berdasarkan dari data percobaan konsentrasi reaktan dan laju reaksi 

 Rangkuman Materi

o   Laju reaksi

Pengertian laju reaksi sebagai berkurangnya jumlah (konsentrasi) pereaksi persatuan waktu atau bertambanhnya jumlah (konsentrasi) hasil reaksi persatuan waktu.

Laju reaksi mempunyai satuan mol per liter per detik (mol. L-1. dt-1 atau M.dt-1).

Reaksi kimia: mA + nB   → oC + pD

                                  

Ungkapan laju reaksi (v) =

            1 x ∆[A]         -1 x ∆[B]           +1 x∆ [C]             1 x ∆[D]

V= -  ------------- =  - ------------- = + ---------- = + ---------------

               m  ∆t                 n ∆t                     o ∆t                   p ∆t

           

Contoh :1

Reaksi : N₂ (g) + 3H₂ (g)       →      2NH₃ (g)

             ∆[N2]                 ∆[H2]               [NH3]             

V= -  ------------- =  - ------------- = + ----------

                 ∆t                 3 ∆t                     2 ∆t                  

Contoh : 2

          2 N₂O₅ (g)          →  4 NO₂ (g) +  O₂ (g)
                                                                  1 ∆ [N2O5]    

               mempunyai laju raksi N2O5 , v = - -------------
                                                                      2 ∆t
                                                                                  1  ∆ [NO2]

                                Laju reaksi NO2 , = + --------------
                                                                   4  ∆t
                                                                               1  ∆ [O2]

                                Laju reaksi O2 , = + ------------
                                                                  ∆t

Contoh 3 :

Zat X bereaksi dengan zat Y menurut persamaan kimia :

X   +        Y         →    Z

Jika konsentrasi awal Y = 0,5 M dan setelah bereaksi dengan X selama satu menit konsentrasinya menjadi 0,2 M, maka tentukan laju reaksi tersebut terhadap Y.

Jawab :
        ∆ Y            0,5-0,2             

v = - --------- = - ---------- = - 0,3  M.s-1      jadi laju reaksi terhadap Y adalah 0,3 M.s-1
          ∆t                     60 s                   

o   Persamaan laju reaksi :

Untuk reaksi A + B           →   C  +  D  ,dapat dituliskan dengan persamaan: Laju reaksi = k [A]^m [B]ⁿ

k= tetapan laju reaksi (detik/M)

m=orde/tingkat reaksi terhadap zat A

n=orde/tingkat reaksi terhadap zat B

Orde reaksi total = m + n

Orde reaksi didefinisikan sebagai bilangan pangkat (eksponen) yang menyatakan penambahan laju reaksi karena penambahan konsentrasi zat-zat pereaksi.

Contoh 1 :

Jika konsentrasi zat X dinaikkan dua kali ternyata laju reaksi zat tersebut meningkat 8 kali. Hitung orde reaksi terhadap X tersebut!

Jawab :
  q
2    = 8       q = 3

    Jadi orde reaksi terhadap Y adalah 3

Contoh 2 :

     Pada suhu 273°C, gas brom dapat bereaksi dengan gas nitrogen  monoksida menurut persamaan reaksi :

          2NO₂ (g) + Br₂(g)     →  2NOBr(g)

          Dari reaksi tersebut diperoleh data sebagai berikut:

Percobaan ke	[NO2]	[Br2]	kecepatan reaksi
1	0,1	0,05	6
2	0,1	0,1	12
3	0,1	0,2	24
4	0,2	0,05	24
5	0,2	0,05	54

Tentukan :

a.    tingkat reaksi (orde) dari reaksi tersebut!

b.    Persamaan laju reaksi

c.    Tetapan laju reaksi

Jawab :

a. orde reaksi

Persaaan laju reaksi untuk reaksi di atas:

          v = k[NO₂]^m[Br₂]ⁿ

untuk menentukan orde reaksi terhadap NO₂,di ambil percobaan 1 dan 4
      m

v1        (0,1)
---- = ------                                         m v4        (0,2)

  

 6         1    m              1        1       m

--- = (--- )                 ---  =(----)                m = 2
24       2                      4         2

Jadi orde reaksi (tingkat reaksi terhadap  NO₂ adalah 2
Untuk menentukan orde reaksi terhadap B NO₂r_2,  diambil percobaan 1 dan 2

v1       0,05   n              6        1    n           1         1    n       

--- = (------)              --- = (-----)           --- = (----)            n = 1
v2        0,1                  12        2                 2        2

Jadi orde reaksi terhadap NO_{2   adalah 1}

dan orde reaksi totalnya:orde reaksi = m + n= 2 + 1 = 3
 b.persamaan laju reaksi:

          v = k[NO₂]^m[Br₂]ⁿ

          v = k[NO₂]²[Br₂]

           

c.tetapan laju reaksi (k)

    k = (v)/((NO2) (Br2)) data percobaan diambil dari salah satu data misalnya
percobaan 1
              v                    6                             4
k = -------------  =  ------------= 1,2 x 10     M^-2.s^-1               
                2                     2
         0,12 x 0,05     0,12  x  0,05
                    
 

o   Teori tumbukan

Laju reaksi bergantung pada tiga hal:

a.       frekuensi tumbukan

b.      energi partikel pereaksi

c.       arah tumbukan

Tumbukan efektif menghasilakn reaksi.

Energi aktivasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk menghasilkan tumbukabn efektif

 12.2 Menjelaskan faktor-faktor yang memoengaruhi laju reaksi
Indikator : 

• -  Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi dijelaskan berdasarkan teori tumbukan
• -  Peranan katalis dijelaskan berdasarkan penggunaan pada mahluk hidup dan industri

Rangkuman Materi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

o  Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi:

      Konsentrasi

Suatu reaksi akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi pereaksi semakin besar. Konsentrasi yang pekat mengandung partikel lebih rapat sehingga kemungkinan terjadi tumbukan antar partikel semakin besar yang berakibat laju reaksi semakin   besar 

      luas permukaan bidang sentuh

Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan perubahan

Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat. Jadi semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat.

      Tekanan

Reaksi yang melibatkan gas, kelajuan dipengaruhi oleh tekanan. Penambahan tekanan akan memperkecil volume menyebabkan susunan molekul gas lebih rapat sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan lebih besar dan laju reaksi semakin cepat

      Temperatur

Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakin banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan

   Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi:

   Setiap kenaikan suhu 10 ^oC, maka laju mengalami kenaikan 2 kali semula, maka secara matematis dapat dirumuskan:
               (t-to)
                 10
Vt = Vo. 2

                                             Dimana :

                                                   Vt  = laju reaksi pada suhu t

                                                   Vo = laju reaksi pada suhu awal (to)

         

          Contoh :

1. Setiap kenaikan suhu 20°C , laju reaksi menjadi 3 kali lebih cepat dari semula. Jika pada suhu 20°C reaksi berlangsung selama 9 menit, berapa lama reaksi berlangsung pada suhu 80°C ?

Penyelesaian:       (t-to)  

                    20

    Vt = Vo. 3

                        ( 80-20)
                            20
                      Vt = Vo. 3
                                        3
                      Vt = Vo. 3                  Vt =  27 Vo
               1            1                1        27                       1
              --- = 27-----            ---- = ----             t1 =  --- menit          

               t1           to                t1       9                         3

    2.  Suatu reaksi berlangsung selama 320 menit pada suhu 20̊ C. Berapa menit reaksi berlangsung pada suhu 90̊ C!

Penyelesaian:

                                      (t-to)  

                    20

    Vt = Vo. 2

                        ( 90-20)
                            10
                      Vt = Vo. 3
                                        7
                      Vt = Vo. 3                  Vt =  128 Vo
               1             1                1        128                         1
              --- = 128-----            ---- = ----             t1 =  2--- menit          

               t1            to                t1       320                        2

                                

Jadi pada suhu 90̊C reaksi berlangsung 128 kali lebih cepat dibandingkan reaksi pada suhu 20̊ C . karena pada suhu 20̊ C reaksi berlangsung selama 320 menit , maka pada suhu 90̊ C reaksi tersebut berlangsung :

      Katalis:

Katalis merupakan zat yang meningkatkan laju suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan apapun. Dikarenakan memiliki kemampuan menurunkan harga energi aktivasi.

Peranan katalis dalam makhluk hidup:

Reaksi-reaksi kimia dalam tubuh manusia dipercepat oleh katalis yang disebut enzim. Enzim merupakan suatu protein kompleks yang dihasilkan oleh sel-sel hidup yang dapat meningkatkan laju reaksi biokimia tertentudengan bertindaka sebagi katalis. Contoh: amilase dalam ludah berperan dalam mempercepat pengubahan zat tepung dan glikogenmenjadi gula sederhana misalnya gula.

Peranan katalis dalam industri:

Katalis banyak digunakan dalam industri , misalnya vanadium pentoksida (V₂O₅) digunakan sebagai katalis dalam industri asam sulfat  (H₂SO₄) melalui proses kontak dan serbuk besi (Fe) digunakan sebagai katalis dalam industri amonia (NH₃) melalui proses Haber Bosch.